基于相對靈敏度與綜合優(yōu)化的某商用車駕駛室輕量化設(shè)計.pdf

1、伴隨著能源危機、環(huán)境問題等的出現(xiàn)，輕量化設(shè)計已成為汽車設(shè)計過程中必須考慮的重要因素。對于商用車而言，減輕車輛整備質(zhì)量，不僅可以降低燃油消耗，減少有害物質(zhì)排放，還可以增加汽車的裝載量，提高運輸效率。駕駛室作為汽車的重要組成部分，是駕駛員的主要活動空間，對其進行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對于整車性能的改善具有重要意義。
　　本文圍繞商用車駕駛室進行優(yōu)化設(shè)計，旨在不降低駕駛室使用性能的前提下，實現(xiàn)駕駛室總質(zhì)量的減輕。針對商用車駕駛室等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)

2、計，本文結(jié)合綜合優(yōu)化的策略，在商用車駕駛室開發(fā)設(shè)計階段，力求實現(xiàn)結(jié)構(gòu)在多使用性能約束下的、多構(gòu)件參與的全面優(yōu)化設(shè)計。首先建立有限元模型；分析駕駛室在彎曲、扭轉(zhuǎn)等主要工況下的靜態(tài)特性和自由模態(tài)下的動態(tài)特性，評估駕駛室結(jié)構(gòu)的整體性能。
　　駕駛室是一個由眾多零件組成的大型結(jié)構(gòu)，為避免優(yōu)化的盲目性，提高設(shè)計效率，優(yōu)化前對模型進行靈敏度分析。以彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度及駕駛室一階模態(tài)為約束條件，以駕駛室各構(gòu)件的板厚為設(shè)計變量，建立各部件對駕駛室

3、整體性能及總質(zhì)量的貢獻(xiàn)度；并進一步運用相對靈敏度和平均相對靈敏度評價方法選擇優(yōu)化變量，簡化了變量的選擇過程。在相對靈敏度分析的基礎(chǔ)上，針對研究對象狀態(tài)變量和設(shè)計變量較多的特點，為縮短優(yōu)化時間，本文提出運用一種簡便快捷的設(shè)計方法完成優(yōu)化設(shè)計，其中包含有三種涵蓋所有約束條件但優(yōu)化方向不同的設(shè)計方案，即輕質(zhì)量方案、高剛度方案以及綜合方案；對比分析不同設(shè)計方案的優(yōu)化結(jié)果，并運用輕量化系數(shù)評價各方案優(yōu)化效果，綜合方案較快速實現(xiàn)了商用車駕駛室總體輕